專利名稱：輻射可固化的水基陽(yáng)離子墨水和涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紫外線(UV)或電子束(EB)可固化的組合物。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及UV/EB可固化的陽(yáng)離子墨水和涂料，用于噴墨印刷，凹版印刷和苯胺印刷。
Igarashi等在USP 5,674,992；Takami等在USP 5,721,020和Kansai油漆公司在UK專利申請(qǐng)GB2310211中公開可固化陽(yáng)離子涂料組合物，該組合物包含環(huán)氧(如環(huán)氧乙烷)化合物和氧雜環(huán)丁烷。Igarashi等披露活性能量束可固化組合物，包括分子中有氧雜環(huán)丁烷環(huán)和羥基的化合物，分子中有環(huán)氧乙烷環(huán)的化合物和引發(fā)陽(yáng)離子聚合的化合物。Igarashi的組合物不含溶劑，并通過調(diào)變組份的比例來(lái)調(diào)整粘度。Takami等披露用于罐頭的紫外固化涂料組合物，其含有可陽(yáng)離子聚合的化合物、至少含一個(gè)氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物、陽(yáng)離子引發(fā)劑和賦滑劑如石蠟。Takami等也披露涂料組合物可以使用多種涂布的方法，并且如果有溶劑存在，則需加熱除去溶劑。一些實(shí)施例中，含雙環(huán)氧化物和3-乙基-3-羥甲基氧雜環(huán)丁烷且不含溶劑的液體組合物可以涂布在多種測(cè)試的基質(zhì)上。Kansai油漆公司披露一種活性能量射線可固化的樹脂組合物，其包括分子中含有氧雜環(huán)丁烷官能團(tuán)和環(huán)氧官能團(tuán)的樹脂；和陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑。Kansai油漆公司披露他們的組合物在溶劑或分散劑的存在下將組份攪拌得到。所披露的特殊溶劑有烴類、鹵代烴、醇、醚、酮和酯。Kansai油漆公司還披露他們的配方還包括氧雜環(huán)丁烷單體，如3-乙基-3-羥甲基氧雜環(huán)丁烷。
盡管在輻射可固化的陽(yáng)離子聚合涂料組合物上已經(jīng)取得進(jìn)展，但是這些涂料組合物的固化仍然對(duì)濕度敏感，并需要較長(zhǎng)的固化時(shí)間。此外，這些組合物的粘度調(diào)整都很有限，尤其對(duì)不含溶劑的體系，因此限制了它們?cè)谝恍┓矫娴膽?yīng)用，例如低粘度墨水。此外，所使用的涂料組合物，尤其是溶劑，經(jīng)常散發(fā)出蒸氣和/或氣味，從環(huán)境和安全角度講是不利的。因此，需要找到一些材料可用于快速固化的陽(yáng)離子墨水和涂料，其對(duì)濕度不敏感，具有較低的粘度，并使用氣味較小的稀釋劑。本發(fā)明的組合物可以滿足這些需求。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案涉及組份(a)，(b)，(c)和陽(yáng)離子引發(fā)劑的水溶液，其物理特性可以用三組份相圖表示；其中所說(shuō)相圖的頂點(diǎn)表示每一組份(a)，(b)，和(c)的100重量％濃度；并且其中可陽(yáng)離子聚合的化合物和水的二元濃度沿第一二元軸繪制；其中羥烷基環(huán)醚和可陽(yáng)離子聚合的化合物的二元濃度沿第二二元軸繪制；其中水和環(huán)醚的二元濃度沿第三二元軸繪制；并且對(duì)于組份的三元混合物，相圖中濁點(diǎn)曲線將單個(gè)相濃度區(qū)域與兩相濃度區(qū)域分開。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明目的是新穎的陽(yáng)離子可固化組合物，其具有較高的增強(qiáng)反應(yīng)性，較低的粘度和較小的氣味。將脂環(huán)族環(huán)氧化物和水和選擇性的一種羥基官能化環(huán)醚，尤其是環(huán)氧化物或氧雜環(huán)丁烷混合，可以得到這些改善的特性。本發(fā)明中，水用作稀釋劑用于控制粘度和維持較小的氣味；而羥基官能化環(huán)醚使得涂料配方中的各組份形成單相的混合物，也就是溶液。在本發(fā)明中的陽(yáng)離子溶液中加入著色劑得到水基的墨水，其具有很好的流變能力，能用于從噴墨到高粘度糊狀墨水的多種印刷應(yīng)用。此處所用術(shù)語(yǔ)“溶液”具有其傳統(tǒng)意義，指一種或多種物質(zhì)溶于另一種物質(zhì)中形成均一的混合物，就是說(shuō)單相的液體。術(shù)語(yǔ)“輻射可固化”指組合物在紫外線，電子束，和同類的輻射能源等光化學(xué)輻射作用下可以固化，硬化，聚合，或交聯(lián)。此處術(shù)語(yǔ)“光化學(xué)輻射”打算包括波長(zhǎng)范圍在190-400納米之間的輻射，優(yōu)選大約240-400納米。此類型的光化學(xué)輻射可以從多種來(lái)源得到，如，汞弧光燈，氙弧光燈，熒光燈，單色激光源等。此處使用的光化學(xué)輻射也打算包括高能電子，如來(lái)自放電裝置或電子束裝置。輻射可固化的組合物本發(fā)明中，光化學(xué)輻射可固化的可陽(yáng)離子聚合的組合物是可陽(yáng)離子聚合的化合物、選擇性的一種羥烷基環(huán)醚、水和陽(yáng)離子引發(fā)劑的水溶液。其中可陽(yáng)離子聚合的化合物其含兩個(gè)或多個(gè)環(huán)氧基團(tuán)、氧雜環(huán)丁烷基團(tuán)、四氫化糠基團(tuán)或其組合，例如脂環(huán)族雙環(huán)氧化物；羥烷基環(huán)醚選自羥烷基氧雜環(huán)丁烷化合物、羥烷基環(huán)氧化物、羥烷基四氫化糠基化合物或其組合；陽(yáng)離子引發(fā)劑在紫外輻射的照射之下產(chǎn)生陽(yáng)離子?？申?yáng)離子聚合的組合物的特征在于暴露于此前描述的輻射能源之下能固化成固體。通過以下詳細(xì)描述的聚合引發(fā)體系(指紫外輻射)的活化可以引發(fā)水溶液(指液體媒介物)的固化。組合物暴露于來(lái)自電子束源的高能電子之下也可以固化成固體?？申?yáng)離子聚合的化合物可陽(yáng)離子聚合的化合物包含兩個(gè)或多個(gè)脂環(huán)醚反應(yīng)基團(tuán)，這些基團(tuán)是環(huán)氧基團(tuán)、氧雜環(huán)丁烷基團(tuán)、四氫化糠基團(tuán)或其組合。可陽(yáng)離子聚合的化合物通常是液態(tài)含反應(yīng)基團(tuán)的低聚物或聚合物。此處使用的“齊聚物”指低分子量的樹脂或聚合物，其含有兩個(gè)或多個(gè)環(huán)醚反應(yīng)基團(tuán)，這些基團(tuán)通過陽(yáng)離子引發(fā)而縮合形成聚合物，聚合物含有通常依次以醚鍵相連的部分?？申?yáng)離子聚合的化合物可以是固體，但通常是高粘度的液體。每一實(shí)例中這些可陽(yáng)離子聚合的化合物可隨意地溶于液態(tài)的羥烷基環(huán)醚中。優(yōu)選可陽(yáng)離子聚合的化合物是脂環(huán)族雙環(huán)氧化物。脂環(huán)族雙環(huán)氧化物的實(shí)施例是環(huán)氧化物和羥基組份，如乙二醇，多元醇或烯鍵式醚的共聚物，例如3’，4’-環(huán)氧環(huán)己基羧酸3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲酯；己二酸二(3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲)酯；檸檬油精雙環(huán)氧化物；六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯；或其混合物。優(yōu)選的脂環(huán)族環(huán)氧化物是具有下列分子式的3’，4’-環(huán)氧環(huán)己基羧酸3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲酯。 可陽(yáng)離子聚合的化合物也可以是非脂環(huán)族環(huán)氧化物，如雙酚A的二縮水甘油醚；烷氧基化雙酚A的二縮水甘油醚或三縮水甘油醚；線型酚醛清漆環(huán)氧化物等。除以上描述的雙環(huán)氧化物之外，也可使用含兩個(gè)或多個(gè)氧雜環(huán)丁烷基團(tuán)或四氫化糠基團(tuán)的可陽(yáng)離子聚合的化合物。Takami等在USP 5,721,020中描述了本發(fā)明所使用的適當(dāng)?shù)碾p氧雜環(huán)丁烷化合物，引用于此作參考。含環(huán)氧(環(huán)氧乙烷)基團(tuán)和氧雜環(huán)丁烷基團(tuán)的可陽(yáng)離子聚合的化合物也可用于此發(fā)明中的組合物中。在Toagosei Co.Offenlegungsschrift DE 196 47 848 A1中也描述了對(duì)本發(fā)明有用的此類型的適當(dāng)?shù)幕旌瞎倌軋F(tuán)化合物。此類型的混合物包括3-((環(huán)氧乙基甲氧基)甲基)氧雜環(huán)丁烷和3-烷基-3-((環(huán)氧乙基甲氧基)甲基)氧雜環(huán)丁烷，其中烷基含1-8個(gè)碳原子。環(huán)氧基官能化的化合物，氧雜環(huán)丁烷基官能化的化合物，四氫化糠基官能化的化合物及這些化合物的一種混合物可以單獨(dú)地或組合地用作本發(fā)明中的可陽(yáng)離子聚合的化合物。羥烷基環(huán)醚除可陽(yáng)離子聚合的化合物或可陽(yáng)離子聚合的化合物的混合物之外，可選擇性地加入羥烷基環(huán)醚用作可陽(yáng)離子聚合物的活性稀釋劑。羥烷基環(huán)醚出人意料地可以減少固化對(duì)濕度的敏感性，因此涂料組合物可以用較短的固化時(shí)間。此外羥烷基環(huán)醚有助于醚與可陽(yáng)離子聚合的化合物和水形成單相的溶液，因此提供一種方法可得到粘度低、氣味小的組合物。羥烷基環(huán)醚可以是羥烷基氧雜環(huán)丁烷、羥烷基環(huán)氧化物、羥烷基四氫化糠或這些羥烷基環(huán)醚的組合。羥烷基環(huán)醚中烷基基團(tuán)含1-2個(gè)碳原子，優(yōu)選1個(gè)碳原子。羥烷基環(huán)醚還可以被含1-6個(gè)碳原子的第二烷基取代。優(yōu)選的羥烷基環(huán)醚是羥烷基氧雜環(huán)丁烷，具有以下結(jié)構(gòu) 其中R1是含1-2個(gè)碳原子的亞烷基；和R2是氫或含1-6個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)，優(yōu)選含2個(gè)碳原子。特別優(yōu)選的此類型的氧雜環(huán)丁烷是3-乙基-3-羥甲基氧雜環(huán)丁烷。其它優(yōu)選的羥烷基環(huán)醚是羥烷基環(huán)氧化物，具有以下結(jié)構(gòu) 其中R3是含1-2個(gè)碳原子的亞烷基；和R4是氫或含1-6個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)。特別優(yōu)選的此類型的環(huán)氧化物是4-羥甲基-1，2-環(huán)氧基環(huán)己烷。水本發(fā)明的組合物中的第三主要組份是水。適當(dāng)用量的水可用作無(wú)氣味稀釋劑，來(lái)調(diào)節(jié)所得組合物的粘度。尤其水與羥烷基環(huán)醚以適當(dāng)比例混合后，可以形成完全混溶的溶液，用作與可陽(yáng)離子聚合的化合物易混合的稀釋劑而得到均一的水溶液。本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)在于倘若所得液體仍是水溶液，也就是單相液體，即可以通過簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)水的用量或可陽(yáng)離子聚合的化合物的用量來(lái)改變組合物的粘度。
通過以下描述和附

圖1可以更全面地理解本發(fā)明中輻射可固化可陽(yáng)離子聚合的組合物。圖1表示三組份相圖(10)，其中主要組份是可陽(yáng)離子聚合的化合物，羥烷基環(huán)醚和水。于此使用的術(shù)語(yǔ)“主要組份”表示組合物中具有較高的濃度組份。在相圖(10)中，可陽(yáng)離子聚合的化合物和水的混合物濃度沿第一二元軸(12)繪制，其中頂點(diǎn)(A)表示可陽(yáng)離子聚合的化合物的濃度為100重量％；羥烷基環(huán)醚和可陽(yáng)離子聚合的化合物的混合物濃度沿第二二元軸(14)繪制，其中頂點(diǎn)(B)表示羥烷基環(huán)醚的濃度為100重量％；水和羥烷基環(huán)醚的混合物濃度沿第三二元軸(16)繪制，其中頂點(diǎn)(C)表示水的濃度為100重量％。在第三二元軸(16)上的X點(diǎn)確定了二元水/羥烷基環(huán)醚混合物從兩相(如分散體)相變轉(zhuǎn)化成一相(指溶液)時(shí)的濃度。當(dāng)處于濃度區(qū)域(22)的兩相三元混合物相變轉(zhuǎn)化成處于濃度區(qū)域(24)的一相三元混合物時(shí)，相變界線(20)，指濁點(diǎn)曲線，確定了三元混合物的濃度(可陽(yáng)離子聚合的化合物，羥烷基環(huán)醚和水)。以濃度區(qū)域(24)中主要組分的三元混合物表示本發(fā)明的光化學(xué)輻射可固化的組合物?？梢岳斫猓鄨D(10)中的相變界線(20)的確定取決于三元混合物中所使用的特定可陽(yáng)離子聚合的化合物和羥烷基環(huán)醚，以及其它因素如溫度。組合物儲(chǔ)存和使用的溫度通常為室溫。因此，在周圍環(huán)境條件下可以制備本發(fā)明的穩(wěn)定的溶液。參照?qǐng)D1所給定的本發(fā)明組合物中主要組份的濃度關(guān)系，優(yōu)選水的濃度(基于主要組份的總重量)在0.5-45重量％之間。其它組份的組合必須限定在濁點(diǎn)曲線(20)和第二二元軸(14)所確定的濃度區(qū)域(24)范圍之內(nèi)，就是說(shuō)混合物必須是水溶液。聚合引發(fā)體系如果配制的墨水不是特意用于電子束固化，本發(fā)明的輻射可固化的組合物通常含陽(yáng)離子引發(fā)劑，其在如近紫外輻射等光化學(xué)輻射照射下會(huì)產(chǎn)生陽(yáng)離子。這樣的光引發(fā)體系含有一種或多種化合物，其通過光化學(xué)輻射活化之后生成酸，可以直接提供陽(yáng)離子(質(zhì)子)。光引發(fā)體系還含有感光劑，其把光譜響應(yīng)擴(kuò)展到近紫外，可見光和近紅外光區(qū)域。
陽(yáng)離子聚合光引發(fā)體系通常用于引發(fā)此處描述的環(huán)氧組合物體系的縮聚。這些陽(yáng)離子光引發(fā)體系所包括的物質(zhì)在暴露于如紫外等光化學(xué)輻射之后可以釋放路易斯酸或質(zhì)子酸。對(duì)本發(fā)明的輻射可固化的組合物特別適用的陽(yáng)離子光引發(fā)體系是芳基锍鹽，尤其是三芳基锍鹽，如磷酸三芳基锍鹽，銻酸三芳基锍鹽，六氟磷酸三苯基锍鹽，和二芳基锍鹽；和芳基碘鎓鹽，如六氟銻酸二芳基碘鎓鹽，六氟銻酸雙十二烷基苯基碘鎓鹽等。這些陽(yáng)離子光引發(fā)劑可以單獨(dú)地或組合地使用，使墨水有效的固化。優(yōu)選本發(fā)明中墨水的光引發(fā)劑是六氟銻酸二芳基碘鎓鹽，和(η5-2，4-環(huán)戊二烯-1-基)[(1，2，3，4，5，6-η)(1-甲基乙基)苯]鐵+六氟磷酸-鹽(-1)。通常有效地引發(fā)聚合只需少量的光引發(fā)劑，如大約0.5-約5重量％(基于水溶液的總重量)。通常光引發(fā)劑體系至少易溶于溶液中的一種主要組份。輻射可固化的墨水本發(fā)明中含水的光化學(xué)輻射可固化的組合物還可以含一定量的足以配制墨水的著色劑作為附加組份。于此使用的術(shù)語(yǔ)“墨水”具有傳統(tǒng)意義，指有顏色的液體，其含分散在液體媒介物中的著色劑，通常是顏料。尤其是，本發(fā)明的輻射可固化的墨水包括著色劑，優(yōu)選顏料，和水溶液，最后構(gòu)成以上詳細(xì)描寫的光化學(xué)輻射可固化的可陽(yáng)離子聚合的組合物。著色劑本發(fā)明中光化學(xué)輻射可固化的組合物可含有一種或多種著色劑，如染料或顏料。當(dāng)含水涂料溶液用作輻射可固化的墨水時(shí)，通常含一種或多種分散在其中的顏料。使用的顏料或染料可以是在先技術(shù)中描述的顏料或染料。優(yōu)選使用有機(jī)或無(wú)機(jī)的顏料，如顏料黃1，顏料黃3，顏料黃12，顏料黃13，顏料黃14，顏料黃17，顏料黃63，顏料黃65，顏料黃73，顏料黃74，顏料黃75，顏料黃83，顏料黃97，顏料黃98，顏料黃106，顏料黃114，顏料黃121，顏料黃126，顏料黃127，顏料黃136，顏料黃174，顏料黃176，顏料黃188，顏料橙5，顏料橙13，顏料橙16，顏料橙34，顏料紅2，顏料紅9，顏料紅14，顏料紅17，顏料紅22，顏料紅23，顏料紅37，顏料紅38，顏料紅41，顏料紅42，顏料紅112，顏料紅170，顏料紅210，顏料紅238，顏料藍(lán)15，顏料藍(lán)15∶1，顏料藍(lán)15∶2，顏料藍(lán)15∶3，顏料藍(lán)15∶4，顏料綠7，顏料綠36，顏料紫23，和顏料黑7等?？捎糜诒景l(fā)明的能量可固化的墨水中的顏料組合物分別在USP 4,946,508；USP 4,946,509；USP 5,024,894；和USP5,062,894中有描述，引用于此作參考。這些顏料組合物是顏料和聚烯化氧接枝的顏料的混合物。助劑根據(jù)本發(fā)明制備的輻射可固化的涂料或墨水組合物可含常見的助劑以調(diào)節(jié)流動(dòng)性，表面張力和已固化涂層或已印刷墨水的光澤度。通常這些助劑可以是表面活性劑、蠟或其組合。助劑也可用作均化劑、濕潤(rùn)劑、分散劑、消泡劑或脫氣劑，或其它有特定功能的助劑。優(yōu)選的助劑有碳氟化合物表面活性劑，如3M公司的FC-430；硅酮，如Dow化學(xué)公司的DC57；聚乙烯蠟；聚酰胺蠟；和聚四氟乙烯蠟等?？杉映删酆系慕M份有些實(shí)例中，輻射可固化的可陽(yáng)離子聚合的組合物包括可自由基加成聚合的組合物。通常，輻射可固化的可陽(yáng)離子聚合的涂料組合物含少于35重量％(基于涂料組合物的重量)的可自由基加成聚合的組合物?？勺杂苫映删酆系慕M合物包含有端基為不飽和烯鍵式液體化合物。通?？勺杂苫映删酆系捏w系包括齊聚物，聚合物或其混合物；烯鍵式不飽和單體稀釋劑；和通過光化學(xué)輻射活化的自由基光引發(fā)體系。單體稀釋劑是低分子量的不飽和烯鍵式化合物，其通過吸收輻射之后產(chǎn)生的自由基引發(fā)而直接生成聚合物。通常，單體稀釋劑包含一個(gè)或多個(gè)單體化合物，其有一個(gè)，兩個(gè)或多個(gè)端基烯鍵式不飽和基團(tuán)。有代表性的這些單體化合物包括甲基丙烯酸甲酯；N-乙烯基吡咯烷酮；二聚丙二醇的二丙烯酸酯；三聚丙二醇的二丙烯酸酯；丁二醇的二丙烯酸酯；己二醇的二丙烯酸酯；三羥甲基丙烷的三丙烯酸酯；乙氧基化三羥甲基丙烷的三丙烯酸酯；甘油丙氧基三丙烯酸酯；五赤藻糖醇的三丙烯酸酯；二聚丙二醇的二甲基丙烯酸酯；三聚丙二醇的二甲基丙烯酸酯；丁二醇的二甲基丙烯酸酯；己二醇的二甲基丙烯酸酯；和三羥甲基丙烷的三甲基丙烯酸酯等。單體稀釋劑可以包含二丙烯酸與三丙烯酸單體以及含單個(gè)端基為烯鍵式基團(tuán)的單體的組合物。本發(fā)明的墨水可以包含具有烯鍵式不飽和基團(tuán)的齊聚物，其可以與烯鍵式不飽和的反應(yīng)性液體稀釋劑反應(yīng)。有代表性的這些齊聚物包括丙烯酸酯化的環(huán)氧樹脂；雙酚A的二丙烯酸酯；丙烯酸酯化的聚氨酯；丙烯酸酯化的聚酯等。優(yōu)選的此類型的齊聚物包括雙酚A的二(3-甲基丙烯酰氧基-2-羥丙基)醚；雙酚A的二(2-甲基丙烯酰氧基乙基)醚；雙酚A的二(3-丙烯酰氧基-2-羥丙基)醚；和雙酚A的二(2-丙烯酰氧基乙基)醚等。本發(fā)明的墨水還可包括預(yù)聚物，如C1-C4烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，或丙烯酸或甲基丙烯酸的丙烯酸聚合物或共聚物；乙烯基聚合物或共聚物，如聚氯乙烯，聚乙酸乙烯酯，聚乙烯醇，聚乙烯基吡咯烷酮；和有纖維質(zhì)的聚合物或共聚物等。
自由基引發(fā)的固化體系中，通常光引發(fā)劑照射后產(chǎn)生自由基引發(fā)聚合反應(yīng)。本發(fā)明中這輔助的“混合式”組合物可以使用許多光引發(fā)劑，只要引發(fā)劑不含有氨基取代基，因?yàn)榘被鶗?huì)干擾同時(shí)進(jìn)行的陽(yáng)離子聚合。B.M.Monroe和G.C.Weed在題為“用于自由基引發(fā)光成像系統(tǒng)的光引發(fā)劑”，化學(xué)綜述(Chem.Rev.)，1993，No.93，435-448中描述了此類型的有用的光引發(fā)劑，引用于此作參考。優(yōu)選可單獨(dú)地或與其它組合使用的光引發(fā)劑有4-(2-羥乙氧基)苯基-(2-羥基-2-甲基丙基)酮；和異丙基噻噸酮等。
本發(fā)明中可固化的組合物可通過多種方法得到，并有多種用途，如保護(hù)性，裝飾性和絕緣性涂層；封裝化合物；密封劑；粘接劑；光致抗蝕劑；紡織涂層；和在多種基質(zhì)上的疊片，這些基質(zhì)包括金屬，橡膠，塑料，木材，模型制品，膜，紙，玻璃布，混凝土和陶瓷。本發(fā)明可固化組合物可以特別用作墨水，在多種印刷過程中使用。
依照本發(fā)明制備的含水的能量可固化的墨水和涂料組合物可以用以下實(shí)施例說(shuō)明，但并不局限于此。下列實(shí)施例中，不同比例的脂環(huán)族雙環(huán)氧化物，羥基氧雜環(huán)丁烷，和水配制成不同的涂料和墨水組合物，并進(jìn)行流變性能，固化，光澤度和耐化學(xué)性能測(cè)試。
(2) EOXA2是3-乙基-3-羥甲基-氧雜環(huán)丁烷；和(3) Cyracure UVI 6990是混合的六氟磷酸三芳基锍鹽，聯(lián)合碳化和塑料技術(shù)公司(Union Carbide Chemicals and Plastics TechnologyCorporation)的產(chǎn)品。
墨水的制備是將顏料黃12分散在Cyracure 6105中。所有其它組份混入顏料分散體中，所得墨水使用凹版印刷手檢版以300行每英寸(lpi)的速度印刷，用200瓦/英寸(wpi)紫外燈以200英尺/分鐘的皮帶速度進(jìn)行固化。墨水密度為1.38；用BYK光澤計(jì)測(cè)得光澤度為97；固化后立即用丁酮(MEK)飽和的棉簽擦洗，可以抗23次擦洗；固化后24小時(shí)后可以抗75次擦洗。實(shí)施例2由下列組份制備紫外噴墨陽(yáng)離子藍(lán)色墨水
(4) Cyracure 6974是混合的六氟銻酸三芳基锍鹽，聯(lián)合碳化和塑料技術(shù)公司(Union Carbide Chemicals and Plastics TechnologyCorporation)的產(chǎn)品。
墨水的制備是將顏料藍(lán)52-219分散在Cyracure 6105中。所有其它組份混入顏料分散體中，測(cè)定所得墨水的流變性能。使用轉(zhuǎn)動(dòng)流變儀測(cè)定墨水在25℃下粘度為13cps，并且墨水在很寬的剪切速率范圍下，即100秒-1-2500秒-1，基本具有牛頓特性，適于噴墨打印。
(7) Irgacure 2959是4-(2-羥乙氧基)苯基-(2-羥基-2-甲基丙基)酮；Ciba公司產(chǎn)品。
按照實(shí)施例3的描述制備，涂布并固化涂料組合物。所不同的是此組合物使用300wpi紫外燈以150fpm的皮帶速度的固化進(jìn)行2次。
由下列組份制備紫外陽(yáng)離子涂料組合物
各組份混合后得到澄清的溶液，其粘度為13.6mP.s。將溶液用方桿涂抹器(大約6mk膜)涂抹在塑料基質(zhì)上形成膜，并使用160W/cm紫外燈，以每次100mJ/cm2的劑量進(jìn)行固化。印刷膜通過15次之后才不發(fā)粘。24小時(shí)后膜的鉛筆硬度為“＞4B”。
本領(lǐng)域熟練人員得益于以上本發(fā)明的描述，而可以進(jìn)行各種調(diào)變。這些變化包括在以下所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.光化學(xué)輻射可固化的可陽(yáng)離子聚合的組合物，該組合物包括的水溶液中含有(a)可陽(yáng)離子聚合的化合物，其含有兩個(gè)或多個(gè)脂環(huán)醚基，選自環(huán)氧基團(tuán)、氧雜環(huán)丁烷基團(tuán)、四氫化糠基團(tuán)或其組合；(b)水；和(c)陽(yáng)離子引發(fā)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中可陽(yáng)離子聚合的化合物選自脂環(huán)族環(huán)氧化物和四氫化糠基化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的組合物，其中脂環(huán)族環(huán)氧化物是3’，4’-環(huán)氧環(huán)己基羧酸3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中可陽(yáng)離子聚合的化合物選自雙酚A的二縮水甘油醚；烷氧基化的雙酚A的二縮水甘油醚；烷氧基化的雙酚A的三縮水甘油醚；線型酚醛清漆環(huán)氧化物以及其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其還包括羥烷基環(huán)醚，選自羥烷基氧雜環(huán)丁烷、羥烷基環(huán)氧化物、羥烷基四氫化糠基及其組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的組合物，其中羥烷基氧雜環(huán)丁烷具有以下結(jié)構(gòu) 其中R1是含1-2個(gè)碳原子的亞烷基，和R2是氫或含1-6個(gè)碳原子的烷基。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的組合物，其中羥烷基氧雜環(huán)丁烷是3-乙基-3-羥甲基氧雜環(huán)丁烷。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的組合物，其中羥烷基環(huán)醚是羥烷基環(huán)氧化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的組合物，其中羥烷基環(huán)氧化物具有以下結(jié)構(gòu) 其中R3是含1-2個(gè)碳原子的亞烷基，和R4是氫或含1-6個(gè)碳原子的烷基。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的組合物，其中羥烷基環(huán)氧化物是4-羥甲基-1，2-環(huán)氧環(huán)己烷。
11.根據(jù)權(quán)利要求5的組合物，其中羥烷基環(huán)醚是羥烷基氧雜環(huán)丁烷和羥烷基環(huán)氧化物的組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的組合物，其中羥烷基氧雜環(huán)丁烷是3-乙基-3-羥甲基氧雜環(huán)丁烷，和羥烷基環(huán)氧化物是4-羥甲基-1，2-環(huán)氧環(huán)己烷。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中光化學(xué)輻射是紫外輻射。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中光化學(xué)輻射是電子束。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中組合物還包括著色劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的組合物，其中著色劑是染料。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的組合物，其中著色劑是分散在水溶液中的顏料。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中組合物還包括一種乙烯基醚。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其還包括占組合物小于35重量％的可自由基加成聚合的組分。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的組合物，其中可自由基加成聚合的組分包括(a)齊聚物，聚合物和其混合物；(b)烯鍵式不飽和單體稀釋劑；和(c)通過光化學(xué)輻射而活化的自由基光引發(fā)體系。
21.光化學(xué)輻射可固化的可陽(yáng)離子聚合的組合物，該組合物包含的水溶液中各組份為(a)可陽(yáng)離子聚合的化合物，其含兩個(gè)或多個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，氧雜環(huán)丁烷基團(tuán)，或其組合；(b)選擇性的一種羥烷基環(huán)醚，選自羥烷基氧雜環(huán)丁烷化合物，羥烷基環(huán)氧化物，和其組合；(c)水；和(d)陽(yáng)離子引發(fā)劑；其所具有的物理特性可以用三組份相圖表示；其中所說(shuō)相圖的頂點(diǎn)表示每一組份(a)，(b)，和(c)的100重量％濃度；并且其中可陽(yáng)離子聚合的化合物和水的二元濃度沿第一二元軸繪制；其中羥烷基環(huán)醚和可陽(yáng)離子聚合的化合物的二元濃度沿第二二元軸繪制；其中水和環(huán)醚的二元濃度沿第三二元軸繪制；并且對(duì)于組份(a)，(b)和(c)的三元混合物，相圖中濁點(diǎn)曲線將單相濃度區(qū)域與兩相濃度區(qū)域分開。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的組合物，其中單相區(qū)域由濁點(diǎn)曲線和第二二元軸限定。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的組合物，其可以用濁點(diǎn)曲線，第二二元軸和部分第三二元軸所限定的區(qū)域表示，其中水的濃度為0-45重量％。
24.由權(quán)利要求21中的光化學(xué)輻射可固化的可陽(yáng)離子聚合的組合物制備的印刷墨水。
25.由權(quán)利要求21中的光化學(xué)輻射可固化的可陽(yáng)離子聚合的組合物制備的涂料。
全文摘要
光化學(xué)輻射可固化的可陽(yáng)離子聚合的組合物具有高度增強(qiáng)的活性,較低的粘度和較少氣味,組合物包括可陽(yáng)離子聚合的化合物的水溶液和選擇性地與水相容的羥基官能化的環(huán)醚化合物以及水?？申?yáng)離子聚合的化合物如脂環(huán)族環(huán)氧化物,環(huán)醚化合物如環(huán)氧化物或氧雜環(huán)丁烷或四氫化糠基化合物。
文檔編號(hào)C08G65/20GK1344302SQ99815549
公開日2002年4月10日 申請(qǐng)日期1999年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月11日
發(fā)明者米哈伊爾·拉克辛, 讓·多米尼克·特吉斯, 布魯斯·羅斯, 蘇巴漢卡·查特吉, 李承澤, 米原祥友 申請(qǐng)人:太陽(yáng)化學(xué)公司, 大日本油墨化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社